國產(chǎn)光刻機的現(xiàn)狀究竟如何?:國產(chǎn)光刻機現(xiàn)在的水平其實并沒有達到世界最先進水平,我們現(xiàn)在的光刻機技術(shù)屬于第三級別,世界上最先進的光刻機是荷蘭生產(chǎn)的萬國:-
國產(chǎn)光刻機現(xiàn)在的水平其實并沒有達到世界最先進水平,我們現(xiàn)在的光刻機技術(shù)屬于第三級別,世界上最先進的光刻機是荷蘭生產(chǎn)的萬國牌光刻機,為什么叫做萬國牌呢,其實就是因為這個光刻機是多國頂尖科技結(jié)合的結(jié)果,并不是荷蘭自己單獨有能力研制的,五萬多的部件其中95%來自世界上多個國家,荷蘭只是把這些東西進行無縫連接的組裝起來,所以叫做萬國牌光刻機。
雖然是萬國牌,但是卻是世界上最先進的光刻機沒有之一,可以生產(chǎn)達到七納米級別的芯片,這是世界上絕無僅有的,而且現(xiàn)在已經(jīng)成功的研制出來五納米技術(shù)的光刻機,正在進行最后的測試然后正式進行商業(yè)運用,所以說荷蘭的這個光刻機是最頂級的獨自一檔的存在,沒有比肩者,甚至連接近者目前都不存在。
第二檔次是日本和美國研制的光刻機,水平達到了14納米級別的運用,這個級別已經(jīng)是目前美國和日本的極限,至少現(xiàn)在美國和日本已經(jīng)放棄了進一步自己研發(fā)更先進光刻機的打算,加入了跟其他國家一起入股荷蘭光刻機的行列,成為了其中的一份子,荷蘭光刻機的成功離不開美國德國和日本科技配件方面的支持,也足以說明了光刻機的難度有多大。
接下來就是我們的最新突破的光刻機,二十納米級別的,目前正在研發(fā)實驗提升到十四納米級別的,只不過現(xiàn)在還沒有正式成功,而且還只是在實驗室里面,根本還沒有正式拿出來進行實用生產(chǎn),所以我們的十四納米其實就是一個目標(biāo)概念,還沒有真正的達到,但是二十納米其實已經(jīng)達到成功的研制出來,也可以看出來我們還需要努力才行。
我們光刻機研發(fā)的進步其實也是因為外在力量的壓力給壓出來的,美國受益荷蘭不允許賣給我們最先進的光刻機,所以我們?yōu)榱税l(fā)展自己不受制于人,決定自己研發(fā)光刻機,所以在這些年才有了這樣的成果,其實有時候被逼的最容易激發(fā)自己的潛力,去年荷蘭突然不顧美國的立場,宣布出售七納米級別的光刻機給我們,這個消息讓國人高興了一陣,因為被別人卡芯片脖子的感覺太難受,真正日子馬上就要過去了,當(dāng)然高興了。
只是剛剛今年十一月得出的消息,荷蘭由于顧及美國方面立場的壓力,以經(jīng)宣布暫停售賣光刻機給我們,這個消息很突然,讓人措手不及,荷蘭方面的說法是顧及美國的立場,但是又說一些話,說自己很重視中國市場,因為中國市場每年給荷蘭光刻機公司帶來總收入的五分之一的份額,話雖然好聽這應(yīng)該只是安慰說好話而已,想討好我們又不想得罪美國的一種做法而已,其實還是偏向于美國,對于這種出爾反爾放鴿子的行為我們憤怒也沒有,只有自己努力研發(fā)突破了才不會受到這種氣,現(xiàn)在別人真的這樣我們沒有辦法,因為主動權(quán)在對方手中,只有當(dāng)我們自己擁有強大實力的時候才會真正的掌控主動權(quán),現(xiàn)在還需要知恥后勇的努力才行。
我國有光刻機,但是僅限于低端領(lǐng)域,目前全球光刻機市場的食物鏈?zhǔn)呛商m的ASML在頂端,其次是日系廠商(尼康和佳能)占據(jù)中低端市場,而我國僅有一家上海微電子能生產(chǎn)低端光刻機,如果搞一個全球排名的話,那么上海微電子就是全球第四,但這是墊底的偏門。
1、上海微電子的90nm光刻機:目前我國能整機制造光刻機的只有上海微電子,2002年起家開始做這方面的研究,從零起步,目前其制造工藝已經(jīng)能達到90nm(具體型號見下圖),2018年時上海微電子產(chǎn)的光刻機已經(jīng)完成驗收。
按照科技領(lǐng)域的研發(fā)情況,使用一代,研發(fā)一代,再預(yù)備一代,上海微電子基本上也是這個流程,搞定90nm工藝后,現(xiàn)階段已經(jīng)完成了65nm工藝的研發(fā)和驗證,已經(jīng)再準(zhǔn)備后續(xù)28nm的工藝了。
另有消息稱我國已經(jīng)在加緊研制14nm的制造工藝,前期準(zhǔn)備工作(相關(guān)技術(shù))已經(jīng)通過驗證和審核。
2、上海微電子只是系統(tǒng)制造商:雖然上海微電子能做光刻機整機設(shè)備,但并不意味著這家企業(yè)能自己獨立生產(chǎn)光刻機中的所有零配件,它只是一個系統(tǒng)制造商。想要制造一臺完整的光刻機需要全球采購零配件,尤其是核心精密零部件更是依賴國外廠商,比如美國的光柵、德國鏡頭、瑞典軸承等等。
當(dāng)然,全球采購是目前光刻機廠商通用的做法,也是很無奈的做法,因為沒有任何一家企業(yè)有實力完成所有零配件的生產(chǎn),能獨立完成光刻機的制造。荷蘭ASML也一樣全球采購然后生產(chǎn)制造。
3、提高光刻機技術(shù)核心是材料學(xué):前面說了制造光刻機需要各種精密配件,上海微電子僅的光刻機就得幾萬的配件。因此,想要提高我國光刻機的整體工藝水平,光靠上海微電子一家廠商是不行的,需要全國整體的制造業(yè)水平上去,能夠制造出我國自己的光柵、鏡頭、軸承、閥件等等。
而想要制造出高質(zhì)量的配件,最終又將歸結(jié)于材料學(xué)的研究,很多東西目前其實我們能造,但是使用的材料不過關(guān),精度和質(zhì)量達不到國外廠商的水準(zhǔn)。因此,這就需要我國所有相關(guān)企業(yè)都能努力提高。
Lscssh科技官觀點:
不得不說我國經(jīng)過近20年的努力,在光刻機這一領(lǐng)域取得了一定的成績,在全球范圍內(nèi)至少占有一席之地。 雖然和最先進的荷蘭ASML有很大差距,但至少我們已經(jīng)在車上,相信未來再持續(xù)不斷的努力,一定是能趕上荷蘭和日本企業(yè)。
最新消息荷蘭ASML將原本賣給中芯的光刻機給停了,這雖然是壞消息但也是好消息,這將促進我國加緊自主研發(fā)自己中高端光刻機。
國產(chǎn)光刻機解決了從0到1的問題,也就是填補了國內(nèi)空白,但和國際水平相比,至少落后15年吧。
目前我國從事芯片前端制造用光刻機(和ASML、尼康處于同樣工序)的生產(chǎn)商主要有兩家,上海微電子裝備(集團)股份有限公司(SMEE)和中國電科(CETC)旗下的電科裝備。
相比之下,上海微電子的光刻機能代表國內(nèi)最先進的水平,2017年4月承擔(dān)的國家重大科技專項任務(wù)“浸沒光刻機關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研項目”通過正式驗收,2017年10月承擔(dān)的重大科技專項“90nm光刻機樣機研制”任務(wù)通過專家組現(xiàn)場測試。
注意上面的表述有兩點關(guān)鍵信息,一是樣機研制,現(xiàn)在估計正在量產(chǎn)攻關(guān),二是90nm,這個分辨率和ASML的產(chǎn)品Twinscan AT 1150i一樣,而ASML的這款產(chǎn)品在2004年即已量產(chǎn)上市,如此算來,國產(chǎn)最好的光刻機落后國際水平至少15年。這是一個需要努力的差距。
中國電科(CETC)產(chǎn)品的光刻分辨率為1微米,也就是1000nm,和上海微電子的90nm光刻機相比,差距就更大了。
上海微電子的光刻機至少可以刻出130nm的特征線寬(可以近似看作是130nm制程工藝),最大可以達到90nm,這是什么概念呢?2004年,英特爾推出的Prescott架構(gòu)的Pentium4E處理器,采用的就是90nm制程工藝,也就是說,我國目前最先進的光刻機可以制造15年前的Pentium4E處理器。這也是中芯國際必須從ASML訂購先進光刻機的原因,無他,國產(chǎn)光刻機還沒跟上來。
中國電科(CETC)的光刻機可以制造什么樣的處理器呢?答案是英特爾的486處理器,這是一款發(fā)布于30年前的處理器。
總之,國產(chǎn)光刻機還有很長的路要走,慢慢來吧,一口氣吃不成胖子。
原創(chuàng)回答,搬運必究。
在湖北已經(jīng)誕生了國產(chǎn)第一臺9納米光刻試驗機,相信很快真正的國產(chǎn)光刻機就會展現(xiàn)在我們面前。[給力][給力][給力]
感謝您的閱讀!
荷蘭ASML果然還是“露出了獠牙”,宣布為了顧及美國的顏面,暫停向中芯國際交付光刻機!最早的時候,ASML在2018年證實向中芯國際出售一臺7nm EUV(極紫光線)技術(shù)光刻機,但是一場大火將這件事給無限期的拖延,我們其實也知曉,ASML應(yīng)該不可能將光刻機出售給中國,果不其然,先是失火(是不是有意縱火?我們并不知曉),如今為了顧及美國顏面,直接暫停了交易,這確實讓我們已經(jīng)對國外的光刻機失去了所有的信心。
我們其實已經(jīng)很輕松的知道,荷蘭ASML可能壓根就沒有想過給中芯7nm的光刻機,為什么會答應(yīng)呢?很明顯,就是為了拖延我們在光刻機方面的發(fā)展。
所以,中芯國際不得不在這方面擱淺!那么,到底我國的光刻技術(shù)怎么樣呢?帶著這個疑問,我們一起來看一看。
目前,光刻行業(yè)中,可能上海微電子裝備股份有限公司代表了行業(yè)頂尖水平,我們在這家公司的網(wǎng)站中,找到了光刻機的最新版本, SSA600/20使用的是90nm工藝制程。
這和ASML的差異確實越來越大,要知道ASML已經(jīng)能夠量產(chǎn)5nm制程,技術(shù)差距很大。
而且,我們其實也知道,國內(nèi)的光刻機確實因為種種限制因素,而發(fā)展緩慢。我們也寄希望于中科院的光電所的研究,據(jù)說通過使用紫外超分辨光刻裝備,采用365納米波長光源,單次曝光最高線寬分辨力達到22納米(約1/17曝光波長)。
我們也相信,在中科院,以及微電子等等企業(yè)的優(yōu)勢下,一定會有更好的未來。
中國的極紫外光刻機技術(shù)已經(jīng)獲得突破。
中國的超分辨率離子光刻機是原創(chuàng)。
中國的光刻機擺脫對荷蘭的依賴還需要時間。
迫于美國的壓力,荷蘭的光刻機巨頭ASML延遲向中芯國際提供7nm的EUV光刻機,“是因為不想讓美國政府對此感到不安”。那么我國的光刻機處于什么樣的水平呢?
光刻機是制造芯片的重要設(shè)備,荷蘭的ASML占據(jù)了高達80%的市場份額,而最先進的EUV光刻機只有ASML能夠生產(chǎn)。intel、臺積電、三星都是ASML的客戶。
光刻機的技術(shù)門檻極高,可以說是人類智慧大成的結(jié)晶,來自與多個國家共同努力的結(jié)果,90%的關(guān)鍵設(shè)備來自于國外,德國的光學(xué)技術(shù)設(shè)備、美國的計量設(shè)備和光源設(shè)備,ASML要做的就是精密控制。
目前,ASML量產(chǎn)的最先進的光刻機是EUV 7nm制程工藝,明年有望量產(chǎn)5nm制程工藝的光刻機。我國的中芯國際曾于2018年花費1.2億美元預(yù)定了一臺EUV光刻機,預(yù)計2019年年底交付,2020年中期安裝完成,但是由于很多原因ASML停止了交付。
上海微電子設(shè)備有限公司(SMEE)是我國唯一的能夠做光刻機的企業(yè)。上海微電子已經(jīng)量產(chǎn)的光刻機中,性能最好的是SSA6000/20,工藝只能達到90nm,相當(dāng)于2004年奔騰四CPU的水平,相比ASML的7nm工藝還有很大的差距。
光刻機的技術(shù)門檻極高,并且光刻機的很多精密零件來自德國、日本、美國等發(fā)達國家,由于瓦森納協(xié)議的規(guī)定,這些精密儀器、零件對我國是禁運的。由于技術(shù)封鎖等原因,我國的光刻機技術(shù)與世界現(xiàn)金水平還有很大的差距。
總之,我國的光刻機技術(shù)與世界現(xiàn)金水平有很大的差距,隨著國產(chǎn)芯片企業(yè)的崛起,以及我國攻破了部分EUV技術(shù),將來一定能夠與荷蘭的ASML競爭。
如果覺得對你有幫助,可以多多點贊哦,也可以隨手點個關(guān)注哦,謝謝。
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再說國產(chǎn)光刻機現(xiàn)狀之前,簡單的談?wù)勅A為的麒麟處理器,這樣您將能夠更加深刻的體會到光刻機對于芯片生產(chǎn)的重要性。
美國為了打壓華為的發(fā)展,從軟件件兩個方面對華為進行打壓。美國ARM公司已經(jīng)中斷和華為之間的合作關(guān)系,好在華為已經(jīng)購買了ARM V8.2版本的永久使用權(quán),麒麟處理器芯片的研發(fā)不會受到影響。但是,麒麟處理器芯片的生產(chǎn)需要由臺積電進行代工,若失去臺積電對于華為打擊將會十分巨大,好在臺積電與華為之間的合作并未受到美國的影響。
華為麒麟處理器生產(chǎn)需要使用最先進的光刻機來完成,臺積電正是因為具有了較為先進的光刻機設(shè)備,才能夠代工蘋果、高通、華為等廠家的處理器芯片。高端光刻機將會嚴(yán)重制約我國處理器芯片的制造,那么,當(dāng)前我國光刻機的現(xiàn)狀究竟如何呢?
說到國內(nèi)光刻機的研發(fā)公司,不得不提到上海微電子裝備有限公司。
這家公司可以說代表了我國光刻機生產(chǎn)的最高水平,現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的光刻機有四個型號。分別為200、300、500、600系列光刻機。以最高端的600系列光刻機為例,最高僅能夠?qū)崿F(xiàn)90nm的工藝制成,當(dāng)前最先進的工藝制成為7nm。由此可見,我國在半導(dǎo)體芯片的研發(fā)上確實還相當(dāng)滯后。
有人不禁會問,既然自己造不出來高端的光刻機,是否能夠購買國外先進的光刻機呢?
世界上能夠生產(chǎn)高端光刻機的公司僅為荷蘭的ASML公司,該公司生產(chǎn)的光刻機設(shè)備真的可以說是有錢都買不到。由于產(chǎn)能的限制,ASML公司每年生產(chǎn)的光刻機數(shù)量有限,其中一半以上被臺積電所訂購。我國中芯國際花費1.2億美元訂購了一臺7nm光刻機,但是由于ASML公司下屬供貨公司發(fā)生火災(zāi),推遲了設(shè)備的供貨時間。
雖然國內(nèi)芯片研發(fā)熱情空前,但是差距并非短期內(nèi)能夠彌補。
關(guān)于我國光刻機落后的現(xiàn)狀問題,您怎么看?
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國產(chǎn)光刻機的現(xiàn)狀究竟如何?高端光刻機是我們芯片制造的短板,與國際先進光刻機相比,還處于低端水平,相差多個代際。比如全球已經(jīng)實際應(yīng)用的ASML高端光刻機可以制造7nm芯片,而我們最好的光刻機只能達到90nm,可見這個差異有多大。
光刻機的市場需求量并不大,所以研發(fā)的企業(yè)比較少,國際上主要有荷蘭ASML、日本尼康和佳能,而國內(nèi)主要以上海微電子裝備(SMEE)和中科院、武漢光電國家研究中心等。目前全球最高端的光刻機僅來自于ASML公司,采取和各大芯片制造商投資合作的方式壟斷了全球高端光刻機市場,而尼康和SMEE主要聚焦于中低端光刻機市場。
目前ASML公司的高端光刻機可以制造7nm/5nm制程的芯片,甚至已經(jīng)進入討論1.5nm是否可實現(xiàn)的階段。而國內(nèi)最好的光刻機研發(fā)制造廠家SMEE達到的僅止于90nm,差距不小。按照西方泡制的《瓦森納協(xié)議》對我們高端技術(shù)及零部件的禁運,所以我們要取得最好的ASML高端光刻機面臨著障礙,兩年期中芯國際投資1.2億美元訂購的7nm EUV光刻機,到現(xiàn)在沒有到位不說,還可能面臨停止交付的窘?jīng)r。這也造成了國內(nèi)高端芯片制造的瓶頸,不得已只有交由諸如臺積電等企業(yè)進行制造。
但這樣的狀況可能還會持續(xù)較長的時間,雖然我們光刻機研發(fā)還是走得相當(dāng)?shù)目,但要轉(zhuǎn)換成實際的制造設(shè)備卻要花不少時間。2018年中科院的“超分辨光刻裝備研制”,光刻分辨力可達22nm,結(jié)合雙重曝光技術(shù)后可以達到制造10nm級別的芯片。2019年武漢光電國家研究中心也已經(jīng)取得了可以刻出9nm工藝的光刻技術(shù)。
只是取得的成果還僅限于實驗階段,離實際生產(chǎn)還有很遠的距離。光刻機是一套復(fù)雜的系統(tǒng),零部件需要幾萬個,而且要求精確,目前國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈還達不到如此的程度,不但光刻技術(shù)突破,還需要產(chǎn)業(yè)鏈的突破。比如:高精度的美國光柵、高精度的德國鏡頭、精密的瑞典軸承和法國的閥件等等零部件及技術(shù),這些因為被外部卡脖子不能取得,只能通過國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈來提高,需要花時不少。但只要國內(nèi)眾志成城,終有一天追上ASML不是夢想。
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昨天,傳出中芯國際(SMIC)找ASML訂購的是最新型的使用EUV(極紫外線)技術(shù)的芯片制造機器光刻機,可能有了一定的變數(shù),所以引發(fā)了大家的討論。
據(jù)說這臺機器價值1.2億歐元,與其去年凈利潤1.264億美元大致相當(dāng),目前ASML還沒有得到出口許可證,所以沒有交貨,要待進一步的消息。
那么為什么中國這么急需光刻機,因為我們的水平ASML還差得太遠太遠,目前國內(nèi)光刻機最強的是上海微電子裝備(SMEE),生產(chǎn)的光刻機用于90nm芯片工藝。
而ASML的光刻機已經(jīng)能夠用于5nm工藝的生產(chǎn),從90nm到5nm,中間相差個10年8年應(yīng)該是有的。
國內(nèi)最牛的光刻設(shè)備的龍頭企業(yè)是上海微電子裝備(SMEE),目前也只能提供最高90mn的工藝技術(shù)。從指標(biāo)來看基本也和ASML的低端產(chǎn)品PAS5500系列屬于同一檔次。
另外合肥芯碩半導(dǎo)體有限公司也是國內(nèi)的龍頭企業(yè)之后,不過該公司自主研發(fā)的ATD4000,只能實現(xiàn)最高200nm的量產(chǎn)。無錫影速,也已經(jīng)實現(xiàn)最高200nm的量產(chǎn)。
最后再提一下,雖然目前我國的技術(shù)是90納米,但是真的要要升級到65納米不難,但接下來要升級到45nm就是一個技術(shù)臺階了。
另外如果解決了45納米那個可以升級到32納米不難,但是下一步升級到22納米,又是一個新臺階了。
不過不管怎么樣,再難也要去研究,畢竟這真的是芯片制造的關(guān)鍵設(shè)備,不解決就會被人卡脖子。
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